Răspândirea tumorilor cerebrale explicată folosind principiile fizicii fluidelor
Josef Käs de la Universitatea din Leipzig și Ingolf Sack de la Charité-Universitätsmedizin Berlin au arătat că răspândirea Celulele tumorale cerebrale depinde atât de proprietățile lor fizice, cât și biomecanice. Potrivit cercetătorilor, o mică modificare a elasticității celulelor gliomului – cea mai periculoasă tumoare cerebrală – îi schimbă semnificativ capacitatea de a metastaza.
Sack este chimist, iar Käs este fizician. Ambele sunt specializate în cercetarea cancerului, dar din perspective diferite. Sack studiază proprietățile mecanice ale țesăturilor și are tehnologia de Elastografie prin rezonanță magnetică a dezvoltat o combinație de vibrații de joasă frecvență și Rezonanță magnetică. Este folosit pentru a urmări evoluția bolilor. Käs, pe de altă parte, lucrează cu unul capcană optică, în care obiectele moi miniaturale precum celulele pot fi deformate cu ajutorul laserelor pentru a le crea elasticitate și pentru a investiga deformabilitatea.
Sursa imagine: Pixabay / Aceste
În urmă cu doi ani, cei doi oameni de știință au descoperit asta Celulele gliom sunt mai moi și mai puțin lipicioase decât celulele canceroase de la tumorile nemaligne. Deoarece un gliom este greu de îndepărtat deoarece extinde mici „tentacule” în țesutul din jur, oamenii de știință și-au dat seama că singurele legi ale fizicii pot controla răspândirea acestui cancer. Apariția unor astfel de „tentacule” este un fenomen binecunoscut în fizica fluidelor atunci când un fluid este mai puțin viscozitate se introduce într-un alt lichid.
Cercetătorii au reușit să recruteze opt pacienți pentru studiu, dintre care patru erau benign Tumori cerebrale și patru cu tumori maligne, dintre care trei cu glioame. Rezultatele studiului i-au surprins pe cercetătorii înșiși. Ceea ce a fost remarcabil a fost că proprietățile mecanice ale unei singure celule s-au reflectat în proprietățile mecanice ale întregului țesut, spune Käs. Cu toate acestea, datele obținute sugerează o imagine mai complexă decât doar celulele lipicioase care formează o tumoare lipicioasă.
În studiile anterioare, tumorile maligne au fost mai moi și mai puțin vâscoase decât tumorile benigne. Totuși, și acest lucru a fost surprinzător, celulele pe care le-au format nu erau mai puțin vâscoase. S-a dovedit că cel mai important lucru a fost elasticitatea și elasticitatea celulelor. Acest lucru s-a corelat cu capacitatea țesutului de a „curge”. Pentru a se răspândi, trebuiau Celulele tumorale strângeți între alte celule. Potrivit cercetătorilor, aceasta este flexibilitate, nu asta viscozitate cel mai important factor în capacitatea unui țesut de a se răspândi.
Celulele canceroase nu trebuie să facă modificări genetice speciale pentru a începe procesul de „extindere a tentaculelor lor”. Tot ce aveți nevoie sunt proprietățile mecanice potrivite. Potrivit lui Käs, acest lucru este suficient pentru creșterea țesuturilor extrem de invazive.
Descoperirea oamenilor de știință germani este o veste atât proastă, cât și bună din punct de vedere terapeutic. Vestea proastă este că proprietățile mecanice sunt mai greu de perturbat decât procesele moleculare. Vestea bună este că acum cunoaștem mecanismul. Când modificări fizice pot face o tumoare mai malignă, o pot face și mai benignă. Înțelegerea acestui proces ar putea ajuta la dezvoltarea de noi terapii în viitor.